为什么这段代码在编译时不发出‘`ClassCastException`’警告？

Question

我见过这个问题，但它似乎没有回答以下两种情况，也没有引用任何进一步的文档，我很想阅读这些文档。

我有以下代码片段：

    public static void main(String[] args) {
        // compile-time OK
        // run-time ClassCastException
        Child noWarnings = (Child) getParent();

        // vs...

        // compile-time failure
        Child compileTimeFailure = new Parent();
    }
    
    private static Parent getParent() {
        return new Parent();
    }

    private static class Parent { }

    private static class Child extends Parent { }

代码段第4行上的代码生成，没有警告，但结果是ClassCastException。为什么编译器不能对此进行类型化？

如果我们加上一层间接的话，这就更奇怪了：

    public static void main(String[] args) {
        // compile-time OK
        // run-time ClassCastException
        Boxed noWarnings = new Boxed((Child) getParent());

        // vs...
        
        // compile-time OK, but warning is emitted correctly
        // run-time ClassCastException
        Boxed classCastWarning = new Boxed((Child) new Parent());
    }

    private static Parent getParent() {
        return new Parent();
    }

    private static class Boxed {
        public Boxed(Child data) {

        }
    }

    private static class Parent { }

    private static class Child extends Parent { }

编译器不允许第一个示例，但允许第二个示例，这似乎是不直观的.

任何关于这两种情况的说明都将是最受欢迎的。

Answer 1

为什么编译器不能对此进行类型化？

一些Parent实例是Child的实例，因为所有的Child都是Parent。编译器不知道将返回的实例是否为Child，但可能是。所以它允许它。

事实上，作为斯蒂芬C指出，JLS不允许编译器将其称为编译错误。

具体来说，语言规范说

如果操作数的编译时类型不能通过转换(§5.5)转换为强制转换操作符指定的目标类型，则会发生编译时错误。

(它还描述了转换表达式中出现编译时错误的另一种情况；但这些错误在这里不适用，因为没有一个或多个AdditionalBound术语)。

Parent可以由变窄参考转换转换为Child，这样编译时错误就不会发生.

Boxed classCastWarning = new Boxed((Child) new Parent());

这显然会失败。new Parent()不是Child的实例，而是Parent的实例。

但是编译器实际上并没有在强制转换的上下文中考虑任何关于new Parent()的内容，除了它是Parent类型的表达式之外，它必须允许您将其转换为Child。

但这并不是说不允许像IDE这样的工具给您一个警告(甚至是一个错误，如果您有这样的配置)：通过静态分析可以清楚地看到，new Parent()将完全是Parent的一个实例(因为这就是new Parent()所能做到的)，所以将其转换到子类将失败。您的工具可以告诉您规范中没有具体说明的内容。

Answer 2

除了现有的答案之外，我还想强调为什么在编译期间不容易计算这个异常。

下面的例子也来自于https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se11/html/jls-5.html#jls-5.5的摘录，还有我的一些补充。

class Point { int x, y; }

interface Colorable { void setColor(int color); }

class ColoredPoint extends Point implements Colorable {
    int color;
    public void setColor(int color) { this.color = color; }
}
final class EndPoint extends Point {}

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Point p = new Point();
        ColoredPoint cp = new ColoredPoint();
        Colorable c;
        // The following may cause errors at run time because
        // we cannot be sure they will succeed; this possibility
        // is suggested by the casts:

        cp = (ColoredPoint)p; // p might not reference an
                              // object which is a ColoredPoint
                              // or a subclass of ColoredPoint

        // this wont throw casts exception as references to object is valid
        Point refPoint = new ColoredPoint();
        cp = (ColoredPoint)refPoint; // perfectly valid

        c = (Colorable)p;      // p might not be Colorable

        // The following are incorrect at compile time because
        // they can never succeed as explained in the text:
        Long l = (Long)p;            // compile-time error #1
        EndPoint e = new EndPoint();
        c = (Colorable)e;            // compile-time error #2
    }
}

这个示例本身在大多数情况下都是不言自明的，但是您可以进一步阅读上面的文档。

Answer 3

ClassCastExceptions从不在编译时发生。所有异常都发生在运行时。您可以在编写代码时检查IDE的设置以获得提示。